KR20110042157A - Apparatus for test site underground wiring earth - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus for testing a site underground wiring earth is provided to evaluate the performance of a ground device for a lighting equipment in consideration of high frequency, high current, and a high voltage. CONSTITUTION: An apparatus for testing a site underground wiring earth includes a ground electrode(301), a cylindrical device(305), a test reference ground device(302), an equipotential copper plate or equipotential mesh device(11), a plurality of ground wires and a bonding device, contactless amperemeter, carbon potentiometer, and ground impedance analysis equipment. The carbon potentiometer includes a high voltage measuring unit and a low voltage measuring unit.

Description

접지 매설 시험장 장치{Apparatus for test site underground wiring earth}Apparatus for test site underground wiring earth

본 발명은 피뢰설비용 접지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고전압 및 대전류의 임펄스가 통과할 때 발생하는 지중방전을 고려한 접지극의 성능을 임피던스로 평가하는 접지 매설 시험장 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a grounding system for lightning arresters, and more particularly, to a ground-burying test site apparatus for evaluating the performance of a ground electrode in consideration of the ground discharge occurring when an impulse of high voltage and high current passes.

낙뢰 사고 예방을 위한 피뢰접지에 사용되는 접지극은 고전압 대전류 임펄스에 노출되게 되며 성능평가에 있어서 접지 임피던스 차원의 기술이 요구된다. 특히 임펄스에 의한 접지 성능은 과도 접지 임피던스로 평가하여야 하며 낙뢰의 특성상 접지극 주위에서 지중 방전을 수반하는 경우가 많다. 이러한 접지극으로 방전을 촉진시키는 구조로 상용화된 제품들이 있지만 이들에 대한 성능 평가 기술은 전무한 상태이다. Grounding electrodes used for lightning protection to prevent lightning accidents are exposed to high-voltage, high-current impulses, and performance evaluation requires techniques in terms of ground impedance. In particular, the grounding performance due to impulse should be evaluated by the transient grounding impedance, and it is often accompanied by ground discharge around the ground electrode due to the characteristics of lightning. There are products commercially available in structures that promote discharge to these ground electrodes, but there is no performance evaluation technique for them.

피뢰 설비용 접지 시스템은 방류시키는 전류가 임펄스 형태이며 상용 전원에 비해 높은 주파수 성분을 가진다. 또한 뇌격 전류가 작게는 수 kA에서 크게는 200 kA에 달하며 접지 전위 상승 또한 수백 kV를 넘게 되어 접지극 주위의 전계 강도가 토양의 절연 파괴 강도 이상이 될 경우 지중 방전이 발생한다. Earthing systems for lightning protection systems have an impulse discharge current and a higher frequency component than commercial power supplies. In addition, since the lightning current is small from several kA to as large as 200 kA, the ground potential rises to several hundred kV, and ground discharge occurs when the electric field strength around the ground electrode is higher than the dielectric breakdown strength of the soil.

종래에는 피뢰 설비용 접지에 대하여 성능평가 요소로 접지 저항만을 사용하기 때문에 높은 주파수와 큰 전류, 높은 전압에 대한 성능을 전혀 반영하지 못하고 있었다. Conventionally, since only ground resistance is used as a performance evaluation factor for the lightning protection ground, the performance for high frequency, large current, and high voltage was not reflected at all.

좀 더 설명하면, 접지극 주위에서 방전이 발생하면 접지 전극에 흐르는 전류는 순간적으로 급격히 상승하여 2차 피크를 형성하며 접지 전위는 피크값에 도달하기 이전 또는 피크값 이후에 급감하는 지점이 발생한다. 이러한 과도영역에서 접지저항은 접지극의 성능을 대표하지 못하며 전압과 전류의 피크로 정의되는 접지 임피던스도 실제 성능과 큰 차이를 보인다.In more detail, when a discharge occurs around the ground electrode, the current flowing to the ground electrode instantly rises rapidly to form a secondary peak, and a point at which the ground potential drops sharply before or after the peak value occurs. In this transient area, the ground resistance does not represent the performance of the ground electrode, and the ground impedance defined by the peak of voltage and current also shows a big difference from the actual performance.

본 발명은 고전압 및 대전류 임펄스 발생기로부터 생성된 임펄스를 접지극에 인가시킨 후에 접지극에서 발생하는 전위 상승 파형과 전류 파형을 토대로 접지극의 임펄스 응답특성 분석과 전압-전류 곡선, 2차 피크 및 급감지점을 감지하여 이온화 개시전압, 임펄스 임피던스, 지중방전을 검출하는 접지 매설 시험자 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. The present invention applies an impulse generated from a high voltage and a large current impulse generator to a ground electrode, and then analyzes an impulse response characteristic of the ground electrode and detects a voltage-current curve, a secondary peak, and a sudden detection point based on a potential rising waveform and a current waveform generated at the ground electrode. It is an object of the present invention to provide a grounding tester device for detecting ionization starting voltage, impulse impedance, and ground discharge.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 접지 매설 시험장 장치는, 과도 접지 임피던스를 측정하기 위한 대상 접지극; 원통형으로 내부에는 다양한 대지 저항률을 가지는 토양을 치환 수납하여, 다양한 대지저항률의 토양에 대해 방전시험을 가능하게 하는 원통형 토양 매설 장치; 귀환 전류를 유입시킴과 동시에 안정된 기준 전위점을 형성하기 위해 미리 정해둔 크기의 접지 임피던스를 가지는 실험용 기준 접지극 장치; 고전압 및 대전류 임펄스 발생기의 기준 전위점을 확보함과 동시에 등전위 평면을 이루는 등전위 동판 또는 등전위 메시 장치; 실험용 기준 접지극 장치와 등전위 동판 또는 등전위 메시 장치를 접속하는 다수의 접지도선 및 본딩 장치; 고전압 및 대전류 임펄스 발생기에서 상기 실험용 기준 접지극 장치로 인가되는 전류를 측정하기 위한 비접촉식 전류 측정기; 등전위 동판 또는 등전위 메시 장치와 접지극 사이의 전위상승을 측정하는 유입 절연식 다단 정밀 탄소분압기; 상기 유입 절연식 다단 정밀 탄소 분압기를 통해 측정된 전압 및 전류를 토대로 과도 접지 임피던스를 검출하는 과도 접지 임피던스 분석 장치;를 구비함을 특징으로 한다.Ground buried test site device of the present invention for achieving the above object, the target ground electrode for measuring the transient ground impedance; Cylindrical soil embedding device that allows the discharge of the soil having a variety of earth resistivity by displacing the soil having a variety of earth resistivity in the cylindrical shape; An experimental reference ground electrode device having a ground impedance of a predetermined size to introduce a return current and to form a stable reference potential point; An equipotential copper plate or an equipotential mesh device which secures a reference potential point of the high voltage and high current impulse generator and forms an equipotential plane; A plurality of grounding conductors and bonding devices connecting the experimental reference grounding electrode device to the equipotential copper plate or equipotential mesh device; A non-contact current meter for measuring the current applied from the high voltage and high current impulse generator to the experimental reference ground electrode device; An insulated, multi-stage precision carbon potentiometer for measuring the potential rise between an equipotential copper plate or equipotential mesh device and a ground electrode; And a transient ground impedance analyzer for detecting the transient ground impedance based on the voltage and current measured by the insulated multi-stage precision carbon voltage divider.

상기한 본 발명은 높은 주파수와 큰 전류, 높은 전압에 대한 성능을 반영하여 피뢰설비 접지장치 대한 성능 평가를 가능하게 한다. The present invention as described above enables the performance evaluation of the lightning protection equipment grounding device by reflecting the performance of high frequency, large current, and high voltage.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고전압 임펄스 발생기의 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대전류 임퍼스 발생기의 구성도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 접지 매설 시험장 구조도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 과도 접지 임피던스 측정 시스템의 구성도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유입식 다단 정밀 탄소 분압기의 구조도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 과도 접지 임피던스 분석 알고리즘을 도시한 도면. 1 is a block diagram of a high voltage impulse generator according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a high current impulse generator according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 3 is a structural diagram of the ground buried test site according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a transient ground impedance measurement system according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a structural diagram of an inflow multi-stage precision carbon potentiometer according to a preferred embodiment of the present invention.
6 illustrates a transient ground impedance analysis algorithm in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

<고전압 임펄스 발생기><High voltage impulse generator>

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고전압 임펄스 발생기의 구성을 도시한 것이다.1 illustrates a configuration of a high voltage impulse generator according to a preferred embodiment of the present invention.

상기 고전압 임펄스 발생기는 최대 1000kV의 고전압 임펄스를 발생하기 위한 것으로, 220V 60Hz의 상용 주파 전원으로부터 100kV의 전압을 얻을 수 있는 승압부(130), 교류를 직류로 변화시켜주며 정류된 직류의 극성을 전환시켜 주는 전환장치 및 충전 완료시, 방전시, 극성전환시에 회로를 개로시키는 PLC 제어방식(141)의 고전압 스위치(142)가 포함된 정류부(140), 콘덴서에 전하를 충전시키고 방전시 전위차를 감당해 주는 충전저항(150), 콘덴서에서 방전되는 전류의 크기를 제한해 주는 무유도성 댐핑저항 모듈(160), 최대 1000kV의 출력전압을 형성하는 다단 직렬 구갭(170), 방전되는 전압의 상승시간을 1~10μs, 반치도달시간을 20~100μs로 조절하는 무유도저항과 인덕터 조합의 파형조절부(180), 출력단자(190), 승압부(130), 정류부(140), 2중 구갭 트리거에 대하여 충전시간, 충전전압, 극성전환, 광신호 트리거를 조절하는 제어부(110), 트리거 신호 발생, 광신호 제어, 트리거 갭 조정, 강제 트리거 등을 조절하여 다단 직렬 구갭(170)을 구동시키는 트리거부(120)로 구성된다. The high voltage impulse generator is for generating a high voltage impulse of up to 1000kV, boosting unit 130 which can obtain a voltage of 100kV from a commercial frequency power source of 220V 60Hz, alternating AC to DC and switching the polarity of rectified DC A rectifier 140 including a high voltage switch 142 of the PLC control method 141 which opens the circuit when switching is completed and when charging is completed, when discharge is completed, and when the polarity is switched, and charges the capacitor and discharges the potential difference during discharge. Charge resistance 150 to deal with, non-inductive damping resistance module 160 to limit the amount of current discharged from the capacitor, multi-stage series gaps 170 to form an output voltage of up to 1000kV, rise time of the discharged voltage To 1 ~ 10μs, half-value reach time to 20 ~ 100μs, waveform control unit 180, output terminal 190, booster 130, rectifier 140, dual sphere gap trigger of inductive resistance and inductor combination Charging time Control unit 110 for controlling charging voltage, polarity switching, optical signal trigger, trigger unit 120 for driving multi-stage series sphere gap 170 by adjusting trigger signal generation, optical signal control, trigger gap adjustment, forced trigger, and the like. It consists of.

<대전류 임펄스 발생기> <Large Current Impulse Generator>

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대전류 임펄스 발생기의 구성을 도시한 것이다. 2 shows a configuration of a large current impulse generator according to a preferred embodiment of the present invention.

상기 대전류 임펄스 발생기는, 220V 60Hz의 상용 주파 전원으로부터 100kV의 전압을 얻을 수 있는 승압부(230), 교류를 직류로 변화시켜주며 정류된 직류의 극성을 전환시켜 주는 전환장치 및 충전 완료시, 방전시, 극성전환시에 회로를 개로시키는 PLC 제어방식(241)의 고전압 스위치(242)가 포함된 정류부(240), 콘덴서에 전하를 충전시키고 방전시 전위차를 감당해 주는 충전저항(250), 콘덴서에서 방전되는 전류의 크기를 제한하는 무유도성 댐핑저항 모듈(260), 트리거부(220)의 제어를 통해 병렬로 구성된 구갭을 동작시켜 콘덴서에 충전된 전하를 집중하여 방전시키는 다중 병렬 구갭(270), 방전되는 전류의 상승시간을 2~20μs, 반치도달시간을 10~400μs로 조절하는 무유도저항과 인덕터 조합의 파형조절부(280), 충전전압, 충전시간, 극성전환, 병렬회로설정을 제어하는 제어부(210), 트리거 신호 발생, 광신호 제어, 트리거 갭 조정, 강제 트리거 등을 조절하여 다단 병렬 구갭(270)을 제어하는 트리거부(220)로 구성된다. The large current impulse generator, a booster 230 for obtaining a voltage of 100kV from a commercial frequency power supply of 220V 60Hz, a switching device for changing the alternating current to direct current and switching the polarity of rectified direct current and discharging when the charge is completed, Rectifier 240 including the high voltage switch 242 of the PLC control method 241 to open the circuit at the time of polarity switching, charge resistor 250 to charge the capacitor, and to handle the potential difference during discharge, the capacitor Inductive damping resistance module 260 for limiting the amount of current discharged from the 260, the multiple parallel sphere gap 270 to operate by discharging the charge charged in the capacitor by operating a sphere configured in parallel through the control of the trigger unit 220 , Waveform control unit 280 of inductive resistance and inductor combination to adjust the rise time of the discharged current to 2 ~ 20μs, half-value reach time to 10 ~ 400μs, control the charging voltage, charging time, polarity switching, parallel circuit setting Ha The control unit 210 is composed of a trigger signal is generated, tree refused 220 for optical signal control, triggering the gap adjustment, the multi-stage by controlling the forced trigger control parallel gugaep 270.

<접지매설 시험장 구조><Earth laying test site structure>

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 접지매설 시험장의 구조를 도 3을 참조하여 설명한다.The structure of a grounding test site according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3.

상기 접지매설 시험장에는 과도 접지 임피던스를 측정하기 위한 대상 접지극 장치(301), 직경 1m이상, 높이 75cm이상의 원통형으로 내부에는 다양한 대지저항률을 가지는 토양을 치환하여 가면서 수납하여, 다양한 대지저항률의 토양에 대해 방전시험을 가능하게 하는 원통형 토양 매설 장치(305), 귀환 전류를 유입시킴과 동시에 안정된 기준 전위점을 형성하기 위해 1Ω 이하의 접지 임피던스(접지 저항)를 가지는 실험용 기준 접지극 장치(302), 고전압 및 대전류 임펄스 발생기(100)의 기준 전위점을 확보함과 동시에 등전위 평면을 이루는 등전위 동판 또는 등전위 메시 장치(11), 실험용 기준 접지극 장치(302)와 등전위 동판 또는 등전위 메시 장치(11)를 접속하는 2조 이상의 접지도선 및 본딩 장치(12), 고전압 및 대전류 임펄스 발생기(100)에서 접지극으로 인가되는 전류를 측정하기 위한 비접촉식 전류 측정기인 로고스키 타입의 주파수 대역이 100Hz~10MHz인 CT(304), 등전위 동판 또는 등전위 메시 장치와 접지극 장치 사이의 전위 상승을 측정하는 유입 절연식 다단 정밀 탄소분압기(400)로 구성된다. In the ground buried test site, a target ground electrode device 301 for measuring the transient ground impedance, a cylinder having a diameter of 1 m or more and a height of 75 cm or more, is stored while replacing soil having various earth resistivities therein, for soils having various earth resistivities. Cylindrical soil embedding device 305 to enable discharge test, experimental reference ground electrode device 302 having a ground impedance (ground resistance) of 1 Ω or less to introduce a return current and to form a stable reference potential point, high voltage and 2 to connect the equipotential copper plate or equipotential mesh device 11, the experimental reference ground electrode device 302, and the equipotential copper plate or equipotential mesh device 11 to secure the reference potential point of the large current impulse generator 100 and to form an equipotential plane. More than one trillion or more ground wires and bonding devices 12, high voltage and high current impulse generator 100 is applied to the ground electrode Is a non-contact current meter for measuring current, CT 304 with a frequency band of 100 Hz to 10 MHz, and an insulated, multi-stage precision carbon potentiometer for measuring the potential rise between an equipotential copper plate or equipotential mesh device and a ground electrode device. 400).

<과도 접지 임피던스 측정 시스템>Transient Ground Impedance Measurement System

이제 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 과도 접지 임피던스 측정 시스템의 구성을 도 4를 참조하여 설명한다. A configuration of a transient ground impedance measurement system according to a preferred embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG.

상기 과도 접지 임피던스 측정 시스템은 접지극 장치(301)에 발생하는 전위상승 V와 인가전류 I를 측정하여 과도 접지 임피던스를 분석한다. 그 측정 원리는 전위강하법에 근거를 두고 2전극법을 사용하며 기준전위를 실험용 주 접지극 장치(302)와 일치시켜 측정의 안정성을 향상시키며 측정자의 고전압 감전 위험을 제거한다. 여기서, 실험용 주 접지극 장치(302)는 1Ω 이하이며 시험 대상 접지극 장치(301)의 접지 임피던스(접지 저항)와의 비를 100:1 이상으로 유지할 때 정확도 99%가 된다. The transient ground impedance measurement system analyzes the transient ground impedance by measuring the potential rise V and the applied current I generated in the ground electrode device 301. The measuring principle uses a two-electrode method based on the potential drop method and matches the reference potential with the experimental main ground electrode device 302 to improve the stability of the measurement and eliminate the risk of high voltage electric shock of the measurer. Here, the experimental main ground electrode device 302 is 1 Ω or less and has an accuracy of 99% when the ratio of the ground electrode device 301 under test to the ground impedance (ground resistance) is maintained at 100: 1 or more.

상기 측정된 V와 I의 값은 고전압 대전류 측정부와 PC 기반으로 구성된 저전압 및 약전류 시스템 사이의 전위차에 의한 손상을 방지하고 측정값의 정확도를 향상시키기 위해 차동모드를 지원하는 절연분리기(312)를 통해 100MS/s 및 12bit 이상의 성능을 가지는 A/D 변환기(220)로 입력된다. The measured value of V and I is an isolation separator 312 supporting the differential mode to prevent damage caused by the potential difference between the high voltage high current measuring unit and the PC-based low voltage and low current system and improve the accuracy of the measured value. Through the input to the A / D converter 220 having a performance of 100MS / s and 12bit or more.

상기 A/D 변환기(220)는 상기 절연분리기(312)로부터의 신호를 디지털 신호로 변환하여 디지털 대역통과필터로 구성되는 필터부(313)로 제공한다. 상기 필터부(313)는 상기 디지털 신호를 대역통과필터링을 이행하여 동기 비교기(314)로 입력한다. 상기 동기 비교기(314)는 전압/전류 시간 동기, 2차 전류 피크 시간측정 기능을 가지며 방전 발생 시간 동기 여부를 분석하여 임펄스 임피던스 분석부(315)로 제공한다. 상기 임펄스 임피던스 분석부(315)는 임펄스 임피던스를 연산하고 V-I 곡선을 출력하여 과도 접지 임피던스를 측정한다. 여기서, 상기 고전압 또는 대전류 임펄스의 측정시에 접지극에서 발생하는 접지 전위 상승 Vg는 매우 높은 전압을 가지는 임펄스 파형이므로 800kV이상의 측정전압 성능을 가지며 1MΩ이상의 저항값을 가지는 유입식 다단 정밀 탄소 분압기(400)를 사용한다. The A / D converter 220 converts the signal from the insulation separator 312 into a digital signal and provides it to the filter unit 313 composed of a digital bandpass filter. The filter unit 313 performs band pass filtering on the digital signal and inputs the digital signal to the synchronous comparator 314. The synchronous comparator 314 has a voltage / current time synchronization and a secondary current peak time measurement function. The synchronous comparator 314 analyzes whether the discharge generation time is synchronized and provides it to the impulse impedance analyzer 315. The impulse impedance analyzer 315 calculates the impulse impedance and outputs a V-I curve to measure the transient ground impedance. Here, since the ground potential rise Vg generated at the ground electrode during the measurement of the high voltage or the high current impulse is an impulse waveform having a very high voltage, it has an input voltage performance of 800 kV or more and a resistance value of 1 MΩ or more. Use

<유입식 다단 정밀 탄소 분압기><Inflow multi-stage precision carbon potentiometer>

본 발명에 따르는 유입식 다단 정밀 탄소 분압기(400)의 구성을 도 5를 참조하여 설명한다.The configuration of the inflow multi-stage precision carbon potentiometer 400 according to the present invention will be described with reference to FIG. 5.

상기 유입식 다단 정밀 탄소 분압기(400)의 고전압부 VH는 테프론 또는 이와 동등하거나 그 이상의 절연 내력과 기계적 강도를 가지는 하우징(410)내에 측정 전압에 따라 최대 8단의 탄소 저항체(430)를 직렬 접속되어 구성된다. The high voltage portion V H of the inflow-type multi-stage precision carbon voltage divider 400 series up to eight stages of carbon resistors 430 according to the measured voltage in a housing 410 having Teflon or equivalent insulation strength and mechanical strength. Connected and configured.

상기 탄소 저항체(430) 및 접속 단자간에는 코로나 방전 방지를 위해 절연유(420)가 봉입된다. An insulating oil 420 is sealed between the carbon resistor 430 and the connection terminal to prevent corona discharge.

상기 유입식 다단 정밀 탄소 분압기(400)의 저전압 측정부 VL은 1kΩ이상의 정밀 탄소 저항이 원형으로 병렬 접속된 구조(440)로 되어 있으며 분압비 구성과 안정적인 동작을 위해 4개 이상으로 구성된다. The low voltage measuring unit V L of the inflow-type multi-stage precision carbon voltage divider 400 has a structure 440 in which a precision carbon resistance of 1 kΩ or more is connected in parallel in a circle, and is composed of four or more for the partial pressure ratio configuration and stable operation.

상기 유입식 다단 정밀 탄소 분압기(400)에 구비되는 각각의 정밀 탄소 저항은 원판의 순동 또는 이와 동등 또는 그 이상의 도전성을 가지는 금속 원판에 견고하게 납땜되어 고정되며 상부와 하부가 대칭을 이루는 구조를 갖는다. Each of the precision carbon resistors provided in the inflow-type multi-stage precision carbon potentiometer 400 is firmly soldered and fixed to a pure metal of a disc or a metal plate having conductivity equal to or greater than that of the disc, and has a structure in which the upper and lower parts are symmetrical. .

<과도 접지 임피던스 분석을 위한 알고리즘>Algorithm for Transient Ground Impedance Analysis

이제 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 과도 접지 임피던스 분석을 위한 알고리즘을 도 6을 참조하여 상세히 설명한다. An algorithm for transient ground impedance analysis according to a preferred embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to FIG. 6.

절연 분리기(510) 및 A/D 변환기(520)를 통과한 전압/전류 파형은 각각 100MS/s 이상의 샘플링 레이트에 따라 12 bit 이상의 디지털 신호로 변환되어 밴드 패스 필터인 필터부(530)로 제공된다. The voltage / current waveform passing through the isolation separator 510 and the A / D converter 520 is converted into a digital signal of 12 bits or more according to a sampling rate of 100 MS / s or more and provided to the filter unit 530 which is a band pass filter. .

상기 필터부(530)는 상용 주파 노이즈 및 고조파 성분을 제거하기 위한 것으로 저역측 차단주파수가 500Hz로 설정됨과 아울러 고역측 차단주파수는 500kHz~10MHz에서 설정된다. The filter unit 530 is for removing commercial frequency noise and harmonic components, and the low side cutoff frequency is set to 500 Hz, and the high side cutoff frequency is set at 500 kHz to 10 MHz.

상기 필터부(530)에 의해 필터링된 신호는 임펄스 임피던스 파형 누적부(560)와 지중방전 및 이온화 판별 및 편향시작 전압 이온화 개시 전압 결정부(540)로 제공된다. The signal filtered by the filter unit 530 is provided to the impulse impedance waveform accumulator 560 and the ground discharge and ionization discrimination and deflection start voltage ionization start voltage determiner 540.

상기 임펄스 임피던스 파형 누적부(560)의 피크/시간 검출부(561,562)는 피크 및 피크에서 피크까지의 시간을 검출하여, 파형 연산기(563)로 제공된다. 상기 파형 연산기(563)는 상기 피크/시간 검출부(561,562)로부터의 출력을 연산한 후에 임펄스 임피던스 파형 누적부(564)로 제공되며, 상기 임펄스 임피던스 파형 누적부(564)는 상기 파형 연산기(563)의 출력값을 누적하여 출력한다. The peak / time detectors 561 and 562 of the impulse impedance waveform accumulator 560 detect the peak and the time from the peak to the peak, and are provided to the waveform calculator 563. The waveform calculator 563 is provided to the impulse impedance waveform accumulator 564 after calculating the output from the peak / time detectors 561 and 562, and the impulse impedance waveform accumulator 564 is the waveform calculator 563. Accumulate and output the output values of.

또한 상기 필터부(530)에 의하여 필터링된 신호는 2차 피크 도달시간 검출부(542) 및 피크 이후 전압 급강시간 검출부(541)로 제공되며, 2차 피크 도달시간 검출부(542) 및 피크 이후 전압 급강시간 검출부(541)는 상기 필터부(530)를 통과한 전압 및 전류 신호에 대해 방전시 발생하는 전류의 2차 피크 도달시간 및 피크 이후 전압 급감시간을 검출하여 일치 여부 체크부(543) 및 반복 누적부(546)로 제공한다. In addition, the signal filtered by the filter unit 530 is provided to the second peak arrival time detector 542 and the voltage dip time detector 541 after the peak, and the second peak arrival time detector 542 and the voltage dip after the peak are provided. The time detector 541 detects the coincidence check unit 543 and repeats by detecting the second peak arrival time of the current generated during discharge and the voltage drop time after the peak with respect to the voltage and the current signal passing through the filter unit 530. The accumulation unit 546 is provided.

상기 일치 여부 체크부(543)는 상기 2차 피크 도달시간과 피크 이후 전압 급감시간의 일치 여부를 판별(543)하여 단순 이온화와 지중 방전을 판단하여 미도시된 디스플레이 장치를 통해 안내한다. The coincidence checker 543 determines whether the secondary peak arrival time coincides with the voltage drop time after the peak (543), determines simple ionization and ground discharge, and guides the same through the display device.

또한 상기 반복 누적부(546)는 상기 2차 피크 도달시간과 피크 이후 전압 급감시간을 반복누적하여 V-I 곡선을 생성하여 V-I 곡선 출력부(547)로 출력함과 아울러 편향 시작 전압 이온화 개시 전압 설정부(548)로 제공하여 V-I 곡선을 토대로 동일 시간대에서 전압과 전류의 상호 변화 추이를 관찰하여 x축 +방향으로 편향되는 정도를 검출하여 편향이 시작되는 전압을 이온화 개시 전압으로 선정하도록 한다. In addition, the repeater accumulator 546 repeatedly accumulates the second peak arrival time and the voltage drop time after the peak to generate a VI curve, and outputs the VI curve to the VI curve output unit 547. (548) to observe the change of voltage and current at the same time based on the VI curve, detect the degree of deflection in the x-axis + direction, and select the voltage at which deflection starts as the ionization starting voltage.

이러한 일련의 과정을 통해 접지극의 과도 접지 임피던스 측정이 가능하게 되며 임펄스 크기로 분석하는 임펄스 임피던스 분석, 이온화와 지중 방전 단계별 분석, V-I 곡선을 통한 이온화 또는 지중방전 정도 분석, 이온화 개시전압 분석이 가능하게 된다. Through this series of processes, it is possible to measure the transient ground impedance of the ground electrode, and it is possible to analyze the impulse impedance by analyzing the impulse size, the stage of ionization and ground discharge, the degree of ionization or ground discharge through the VI curve, and the ionization starting voltage analysis. do.

301 : 대상 접지극 장치
302 : 실험용 기준 접지극 장치
305 : 원통형 토양 매설 장치
100 : 고전압 및 대전류 임펄스 발생기
11 : 등전위 동판 또는 등전위 메시 장치
12 : 접지 도선 및 본딩 장치
304 : CT
400 : 유입 절연식 다단 정밀 탄소 분압기301: target earth electrode device
302: reference earth electrode device for experiment
305: cylindrical soil laying device
100: high voltage and high current impulse generator
11: equipotential copper plate or equipotential mesh device
12: grounding conductor and bonding device
304: CT
400: Insulated multi-stage precision carbon potentiometer

Claims (3)

접지 매설 시험장 장치에 있어서,
과도 접지 임피던스를 측정하기 위한 대상 접지극;
원통형으로 내부에는 다양한 대지 저항률을 가지는 토양을 치환 수납하여, 다양한 대지저항률의 토양에 대해 방전시험을 가능하게 하는 원통형 토양 매설 장치;
귀환 전류를 유입시킴과 동시에 안정된 기준 전위점을 형성하기 위해 미리 정해둔 크기의 접지 임피던스를 가지는 실험용 기준 접지극 장치;
고전압 및 대전류 임펄스 발생기의 기준 전위점을 확보함과 동시에 등전위 평면을 이루는 등전위 동판 또는 등전위 메시 장치;
실험용 기준 접지극 장치와 등전위 동판 또는 등전위 메시 장치를 접속하는 다수의 접지도선 및 본딩 장치;
고전압 및 대전류 임펄스 발생기에서 상기 실험용 기준 접지극 장치로 인가되는 전류를 측정하기 위한 비접촉식 전류 측정기;
등전위 동판 또는 등전위 메시 장치와 접지극 사이의 전위상승을 측정하는 유입 절연식 다단 정밀 탄소분압기;
상기 유입 절연식 다단 정밀 탄소 분압기를 통해 측정된 전압 및 전류를 토대로 과도 접지 임피던스를 검출하는 과도 접지 임피던스 분석 장치;
를 구비함을 특징으로 하는 접지 매설 시험장 장치.In the ground embedding test site device,
A target ground electrode for measuring the transient ground impedance;
Cylindrical soil embedding device that allows the discharge of the soil having a variety of earth resistivity by displacing the soil having a variety of earth resistivity in the cylindrical shape;
An experimental reference ground electrode device having a ground impedance of a predetermined size to introduce a return current and to form a stable reference potential point;
An equipotential copper plate or an equipotential mesh device which secures a reference potential point of the high voltage and high current impulse generator and forms an equipotential plane;
A plurality of grounding conductors and bonding devices connecting the experimental reference grounding electrode device to the equipotential copper plate or equipotential mesh device;
A non-contact current meter for measuring the current applied from the high voltage and high current impulse generator to the experimental reference ground electrode device;
An insulated, multi-stage precision carbon potentiometer for measuring the potential rise between an equipotential copper plate or equipotential mesh device and a ground electrode;
A transient ground impedance analysis device for detecting a transient ground impedance based on the voltage and current measured by the insulated multi-stage precision carbon voltage divider;
Ground buried test site device characterized in that it comprises a. 제1항에 있어서,
상기 유입 절연식 다단 정밀 탄소 분압기는,
고전압 측정부와 저전압 측정부로 구성되며,
상기 고전압 측정부는, 다수의 탄소 저항체를 직렬 접속되고, 상기 다수의 탄소 저항체 및 접속 단자간에는 코로나 방전 방지를 위해 절연유가 봉입되며,
상기 저전압 측정부는, 다수의 탄소 저항체가 원형으로 병렬 접속됨을 특징으로 하는 접지 매설 시험장 장치.The method of claim 1,
The insulated insulation multi-stage precision carbon potentiometer,
It consists of a high voltage measuring unit and a low voltage measuring unit,
The high voltage measuring unit is connected in series with a plurality of carbon resistors, the insulating oil is sealed between the plurality of carbon resistors and the connection terminal to prevent corona discharge,
The low voltage measurement unit, the ground buried test site device, characterized in that a plurality of carbon resistors are connected in parallel in a circle. 제1항에 있어서,
상기 과도 접지 임피던스 분석 장치는,
상기 유입 절연식 다단 정밀 탄소 분압기로부터 출력되는 전압/전류 신호를 AD 변환하여 전압/전류 데이터로 출력하는 AD 변환기;
상기 AD 변환기의 출력을 밴드패스필터링하는 필터부;
상기 필터부로부터 출력되는 신호로부터 피크에서 피크까지의 시간을 검출하여 파형을 연산하고 누적하는 임펄스 임피던스 파형 누적부;
상기 필터부로부터 출력되는 신호로부터 방전시 발생하는 전류의 2차 피크 도달시간 및 피크 이후 전압 급감시간을 검출하고, 그 2차 피크 도달시간과 피크 이후 전압 급감시간의 일치 여부를 판별하여 단순 이온화와 지중 방전을 판단하고,
상기 2차 피크 도달시간과 피크 이후 전압 급감시간을 반복누적하여 전압-전류 곡선을 생성하고, 상기 전압-전류 곡선을 토대로 전압과 전류의 상호 변화 추이를 관찰하여 편향되는 정도를 검출하여 편향이 시작되는 전압을 이온화 개시 전압으로 선정하는 지중방전 및 이온화 판별 및 편향시작 전압 이온화 개시 전압 결정부;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 접지 매설 시험장 장치.The method of claim 1,
The transient ground impedance analysis device,
An AD converter for converting the voltage / current signal outputted from the insulated insulation multi-stage precision carbon voltage divider into AD and outputting the voltage / current data;
A filter unit for bandpass filtering the output of the AD converter;
An impulse impedance waveform accumulator for calculating and accumulating waveforms by detecting a time from a peak to a peak from a signal output from the filter unit;
The second peak arrival time and the voltage drop time after the peak of the current generated during discharge are detected from the signal output from the filter unit. Judge ground discharge,
The second peak arrival time and the voltage dip time after the peak are repeatedly accumulated to generate a voltage-current curve, and based on the voltage-current curve, the degree of deflection is detected by observing a change in voltage and current. An underground discharge and ionization discrimination and deflection start voltage ionization start voltage determiner configured to select a voltage to be an ionization start voltage;
Ground embedding test site device characterized in that it comprises a.
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